VR虚拟现实虚拟现实毕业设计论文.docx
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VR虚拟现实虚拟现实毕业设计论文
（VR虚拟现实）虚拟现实毕业设计论文
编号：
审定成绩：
注：
本论文仅供参考学习，不得用于抄袭或商用
重庆邮电大学
毕业设计（论文）
设计（论文）题目：
虚拟环境人物动作控制研究
学院名称：
计算机科学与技术
学生姓名：
陈洋
专业：
计算机科学与技术
班级：
0410702
学号：
07100217
指导教师：
魏秉铎
答辩组负责人：
邓亚平
填表时间：
二0一一年六月
重庆邮电大学教务处制
摘要
虚拟现实技术是一门非常前沿的技术。
它一经应用，就向人们展示了诱人的前景，因此在世界各国特别是发达国家很多都为此进行了广泛的研究。
而虚拟场景人物动作控制研究作为虚拟现实技术的核心技术之一，其地位之关键，不容置疑。
不管将其应用于商业，应用于娱乐，应用于军事演习，还是应用于各大工业仿真，它都能有广泛的应用。
那么，如何控制虚拟环境中人物的各种动作，便成为了本次毕业设计的重点。
经过一番讨论，本次毕业设计决定运用Unity3D虚拟现实软件，加以3DSMax建模软件配合，虚拟出场景和人物作为研究手段，然后在虚拟现实的大环境下，以脚本进行对虚拟人物动作控制的研究，实现人物与场景相结合，场景的天气控制，网络多人交互，网络坐标方向同步，网络人物动作同步，即时聊天等等。
经过一番比较深入的研究，基本上完成了在设计阶段定下的指标。
在作品里，用户可以自由选择自己喜欢的人物角色。
然后，用户还可以自己取一个喜欢的名字，便可以登录搭建好的虚拟社区里了。
之后，用户就像在现实生活中一样，可以在虚拟的环境里面自由活动，任意交互，上可谈天论地，登高望远；下可穿梭丛林，一窥海底之奥。
除此之外，用户还能对其他也在虚拟社区中活动的用户做一些特殊的动作，比如弹跳、赛跑等。
整个设计作品可以让用户身临其境，留连忘返。
用户不再只是单单观看者，也成为了影响社区的参与者！
在网络方面，也是令我煞费苦心。
网络虚拟社区的具体搭建，第一是要有内部的互动，然后就是要有外部网络之间的交流。
因此这就涉及到Unity3D软件，建模软件，贴图软件以及服务器等关键技术了。
在本次毕业设计中，我选择了SmartFoxServer作为我虚拟社区的服务器。
原因是SmartFoxServer服务器端同时还提供了很多方便快捷的ClientAPI，因此能大幅度缩短了我在这上面耗费的时间，并且取得很好的网络交互效果。
运用了网络技术，该系统的实现便摆脱了单机虚拟场景里用户之间人物互动交流不足的弱点。
而整个虚拟环境人物动作控制的主要问题也随之得到解决。
【关键词】虚拟现实人物动作控制网络虚拟社区
ABSTRACT
Virtualrealitytechnologyisaverycutting-edgetechnology.Uponapplicationofit,showingpeopleanattractiveprospect.Somanyoftheworld,especiallythedevelopedcountrieshavecarriedoutextensiveresearchforthis.
Asoneofthecoretechnologyofvirtualrealitytechnology,thestudyofcontrollingcharacters’movinginthevirtualscenenodoubthasakeyposition.Whetherappliedtobusiness,inentertainment,usedinmilitaryexercises,orusedinvariousindustrialsimulation,itcancope.
ThefocusofthegraduationprojectismakingoutthevirtualthescenesandcharactersbyUnity3Dvirtualrealitysoftwareand3DSMaxmodelingsoftware.Intheenvironmentofvirtualreality,thecombingofscriptingandscenesmotioncontrolhasrealizedtheinteractionnofetworkmultiplayer,networksynchronization,real-timechatandsoon.Allofthem,maketheuserhavethefeeling.Sotheuserisnolongeramerespectator,butalsoasparticipantsinchangingthescene!
However,,itnotonlyneedstheinternalinteractbutalsoexternalnetworks’communicationtobuildavirtualcommunity.Therefore,aninteractivevirtualenvironmentandvirtualcharactercontrolisonlyapartoftheaction.Tomakepeoplehaveinteraction,ratherthanwalkingaloneinthescene,requiresaserver-sideintheexternalarchitecture.TheserverthatIuseisgenericserver-sideofSmartFoxServer.SmartFoxServerprovidesmuchconvenientClientAPIwhichwillbeusedintheprogramcodeinUnity3Dsoftware.
TheUseofnetworktechnology,makingthesystemtrulybecomeacommunitysystem,ratherthanjustastand-aloneinteractivesimulation.Userswillbeabletomovearoundinit,changeviews,interactwithotherusersinit,andsoon.
【Keywords】VirtualRealityMotioncontrolcharactersVirtualCommunity
前言6
第一章虚拟社区与虚拟人物7
第一节虚拟现实技术概况7
一、历史背景概况7
二、技术特色8
第二节虚拟社区8
第三节虚拟人物9
第四节虚拟社区与虚拟人物的关系10
第五节国内外研究现状10
一、在美国的研究现状10
二、在欧洲的研究现状11
三、在日本的研究现状12
四、在国内的研究现状12
第二章关键技术简介14
第一节软硬件平台简介14
第二节关键技术软件相关介绍14
一、Unity3D虚拟现实引擎14
二、SmartFoxServer服务器15
三、其他关键技术16
第三章系统总体设计分析18
第一节总体结构分析18
第二节研究的主要目标分析19
一、研究的基本内容19
二、拟解决的主要问题19
三、可行性19
第四章详细设计21
第一节系统具体架构21
第二节虚拟场景的实现25
第三节虚拟人物动作控制的实现27
第四节服务器的搭建33
第五节网络聊天的实现36
第六节网络同步的实现38
第七节天气控制的实现39
第八节地图导航的实现42
第九节客户端界面的实现44
一、登录界面44
二、虚拟社区界面46
第十节效果一览48
第五章进一步开发探讨51
第一节系统功能方面51
第二节场景资源方面52
第三节应用平台方面52
结论53
致谢54
参考文献55
附录56
一、英文原文：
56
二、英文翻译63
三、源程序68
FPSWalker.js:
68
PersonAction.cs:
71
ChatController.cs:
73
NetworkTransformSender.cs:
78
NetworkTransformReceiver.cs:
83
AnimationSynchronizer.cs:
87
BubblePopup.cs:
89
WeatherController91
Character.cs:
97
LoginTheGame.cs:
102
Map.cs:
107
FallBack.cs:
110
前言
虚拟环境是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。
它与传统的计算机人机界面（如键盘、鼠标器、图形用户界面以及流行的Windows等）相比，这一项新兴技术无论在技术上还是思想上都有质的飞跃。
虚拟现实技术一经应用，就向人们展示了诱人的前景，因此在世界各国特别是发达国家进行了广泛的研究。
在美国，虚拟现实技术的发源地，几乎就代表了这项技术的最高水平。
他们将其应用于分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真、神经系统研究、军事演习、娱乐等。
其中，虚拟环境人物动作控制贯穿诸多领域。
因为在任何场景里，人总是焦点。
因此，人物动作控制势研究势必恒久地发展下去！
在日本，该技术大量被应用于游戏行业。
如NEC（日本电气股份有限公司，NipponElectricCompany）公司开发了一种虚拟现实系统，能将操作者的手和虚拟场景中的模型处理联系起来。
又如ATR（日本国际电气通信基础技术研究所,ADVANCEDTELECOMMUNICATIONSRESEARCHINSTITUTEINTERNATIONAL）研究所，它能用图像处理来识别手势和面部表情，并把它们输入虚拟场景中，与虚拟人物动作联系起来，使得场景中的人物栩栩如生。
因此，和一些发达国家相比，我国在该方面的技术还有一定的差距，但已引起政府有关部门和科学家们的高度重视。
根据我国国情，制定了虚拟现实技术研究相关的策略。
例如九五规划，国家自然科学基金委，国家高技术研究发展计划等都把该技术列入了研究项目。
在政策紧跟国际新技术的同时，国内一些重点院校，已积极投入这一领域的研究工作之中。
自然，虚拟场景人物动作控制研究作为核心技术之一，受到了相关研究人员的重点照顾。
如哈尔滨工业大学已成功虚拟出人的高级行为中特定人脸图像的合成，表情合成和唇动合成等技术问题，取得了突破性进展。
中国科技开发院更已将这门技术产品化、商业化。
由此可见，虚拟人物动作控制技术生命力蓬勃，前景广阔！
俗话说，落后就要挨打。
虚拟现实技术作为许多相关学科领域的交叉、集成的产物，其地位及分量可想而知。
我们不能老是等待别人发展起来了再去学习别人的东西，我们要自强！
我们要有自己的一席之地！
趁着这门新兴技术尚未有多大差距，我们难道不应该策马奔腾，与列强角逐吗？
虚拟场景人物动作控制研究作为核心技术之一，它一定要由我们自己完成。
这就是我选这个题目的意义！
将其应用于商业，
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